浅析输油场站静电危害及防治方法

冯艳梅 杨正纲 张金银 肖华 朱立宁

摘 要：本文针对静电对原油输油站日常安全运输与储存构成危害的问题，从静电来源入手，分析储运设备、原油流动状态、雷云天以及工作人员等方面产生静电机理的基础上，研究了输油站常见静电现象及防治静电危害所用的方法，完善各环节防静电措施，降低静电的危害，确保输油站安全正常运行。

关键词：输油场站;原油储运;静电危害;防静电

引言

现阶段，我国经济、社会的发展速度十分之快，对各种能源的需求量也與日俱增。油气资源作为现代经济、社会发展的重要能源资源，为我国现代化建设提供了重要的物质保障，然而静电问题一直困扰着石油行业的安全运输和储存。输油站承担着输油工艺切换、油流加压、加温、过滤以及收发球等诸多功能，是输油站的功能核心。但在油品的输送过程中，由于搅拌、过滤、摇晃、飞溅以及流动等接触和分离的相对运动，都会产生静电。同时雷云靠近场站时的静电感应作用、以及操作人员人体静电等因素都存在诱发输油站静电灾害的可能。因此，输油场站产生静电给安全生产带来很大挑战。

1 静电产生途径

静电产生的途径多种多样，就输油场站来讲，其静电产生的途径主要有储运设备、原油流动状态、雷云静电感应和人体静电四个方面。

1.1原油储运中产生的静电

原油在管线内的流动形成了液体与金属管壁接触、分离的条件。当原油在通过管线、过滤器、泵等设备时，接触、分离现象连续发生，使被输送的原油带静电。

（1）原油在输送过程中，因磨擦会产生大量静电。静电电荷随流速增加而增大，同时管道内壁粗糙度大，管路中阀件多，弯头多都会产生更多的静电荷，使得管道内静电电流增加值远远超过泵内静电电流增加值。

（2）原油流经过滤器时会产生静电。原油经过泵式系统产生大量电荷，在过滤器处达到高峰。原油经过自流系统到过滤器也会产生一定量的电荷。

（3）原油灌装过程中更易产生静电。喷溅罐装时，会因油料从鹤管内高速喷出而导致液体迅速分离，从而产生较多的静电电荷。同时，油品冲击到罐壁，也会造成喷溅飞沫而产生静电。此时装油流速过快，会产生很高静电，容易放电。而低位液下装车则产生较小静电。装油鹤管管径大，流量大也会造成油面电位高，应引起注意。

（4）油罐收油时会产生静电。当罐底的水杂质、原油被搅动，相互磨擦会积聚静电，在一定条件下，会产生火花放电。另外，原油在经过喷嘴或剧烈的搅拌，油水和杂质扩散，水滴和杂质的沉降会使油面电位升高，形成高位静电。

1.2原油自带静电

一般来讲，油品的组成成分基本为碳氢化合物，其在通常条件下导电率比较低。虽然其导电率较低，但是其自身可能带有相当一部分静电荷，并且这些净电荷在一定条件下很容易泄露。一旦泄漏，就可能发生静电火花而导致严重后果。

1.3 雷云静电感应

2007年5月24日16时16分，距中石化管道储运分公司岚山输油站罐区  500m的镇海国储备油库G-47号10万方储油罐遭雷击， 造成浮顶与罐壁间的二次密封局部起火，火焰高4 m以上。同年7月7日，白沙湾输油站G-3号10万方储油罐一二次密封间被雷击爆炸着火，共有7处着火点，几乎连成大半圈，一二次密封和局部泡沫堰板爆开，二次密封板破坏。4个呼吸阀被爆开断裂，密封胶皮完全燃烬，罐区火情监控系统同时遭雷击损坏。

当一片带电雷云靠近输油站时，会在场站金属的设备设施顶部感应出大量与雷云相反的电荷，当雷云与其他部位放电后，聚集在设备顶部的大量电荷失去约束，如果此时设备接地不良或者失去接地，则会在设备上形成危险的静电荷聚集，条件具备时会向其他金属设备发生火花放电。

1.4 人体静电

生产区很多流程操作需要输油站运行人员现场操作。人体是电的良导体，大量事故都是由于人体的静电放电所引起的。人在与地面绝缘的情况下，在绝缘表面上行走，触摸带电物体，身着不导电衣服摩擦等行为都能使人体聚集可观的静电。当带有静电的运行人员进行生产流程操作时，手触碰金属设备的瞬间会发生静电火花放电，人体静电是生产区不可小视的危险源。故输油站在进站门口和设备旁都设有静电消除装置。

2 输油场站静电危害机理

由于输油场站设备众多，管线连接面、密封面、排污孔等数量较多，设备故障或者事故情况下，油品泄漏的可能性较大，工艺区油品泄漏后易形成可引燃或引爆的油气区。根据统计表明，10%～20%的瓦斯意外燃爆事故是由于静电放电引起的，因此对于瓦斯等可燃气体的静电安全及其评估应给与足够的重视。

3 输油场站静电防治方法

3.1控制原油的流速

原油在输送过程中，因摩擦和搅拌将产生大量的静电电荷。当油品流量较小时，在泵内和管道内所产生的液流电流接近相等;但流量逐渐增加时，液流电流虽均有上升， 但管道内的电流增加幅度远远超过泵内的液流电流。国内外经过实验提出的油品管内流速控制的计算公式：v2D≤0.64

3.2避免原油中混入水分和空气

如果原油中混入水分和空气，这会在很大程度上加大原油产生静电的可能性。同时，我们也要避免原油和空气混合，这时可以运用在储油罐的灌顶冲入惰性气体的方法来达到原油与空气隔绝的效果，从而降低发生静电现象的可能性。

3.3流经过滤器的油料有足够的漏电时间

油品流经过滤器时，会与过滤器剧烈的摩擦而使带电量增加10-100倍，且不同材质的过滤芯产生静电的大小不相同。通常规定，经过过滤器的油品要有30s以上的漏电时间。因此，在管线上设置过滤器时，根据管线内油流速度、品质、品种不同应设置不同结构、不同材料及精度的过滤器， 并及时清理滤芯; 作好过滤器及管线接地;在接地管线中使油品继续流经接地管道30s以上后才允许进入油罐。

3.4在油料中添加抗静电添加剂

油品电阻率过高或过低都不会带上较多的电荷，当电阻率在1010-1012Ω·m范围内油品产生的静电是危险的。添加抗静电剂主要目的就是改变油品的电阻率，使油品不易积聚太多的电荷。

3.5设施设备接地与跨接

静电接地能减少电荷向地壳泄漏的电阻，加快油品中电荷的泄漏。另一方面，静电接地后，工艺设备与大地的电位差为零（成为等电位体），避免了发生火花放电的可能。油料储运工艺中的工艺设备及其附件都应进行接地或跨接（储油设施设备上的附件法兰、浮顶罐的罐体与浮顶、挡雨板与罐顶、活动浮梯与罐顶都要跨接）。油库设施设备静电接地通常采用焊接的方法，按照技术要求将静电接地系统与设施设备的外壁相连。防静电接地装置的接地电阻不宜大于10Ω。

3.6预防人体静电

预防人体静电的危害必须加强对作业区的管理。要求进入油库危险爆炸场所的工作人员应穿防静电工作服;进入危险爆炸场所入口处应设人体排静电装置。

4结束语

在输油场站安全管理过程中，放静电危害是一项十分重要的内容。为防止静电危害对生产带来的损失，必须建立正确的、全面的静电危害认识，并采取有效的、合适的防静电措施，做到防患于未然，这样才能确保输油站的安全运行。